Le réovirus de mammifères est un virus oncolytique à l’étude pour sa capacité à infecter et détruire préférentiellement les cellules cancéreuses. Les liens entre le potentiel oncolytique du réovirus et son induction des voies de signalisation de l’interféron méritent des éclaircissements. Encore à ce jour, les déterminants viraux et les composantes cellulaires impliqués dans la réponse interféron lors de l’infection par ce virus demeurent à être mieux caractérisés. Des virus mutants ont préalablement été générés à partir d’un virus fortement inducteur d’interféron (T3DK) dans le fond génétique d’un virus faiblement inducteur d’interféron (T3DS) afin d’étudier les effets de certains polymorphismes. Cependant, les mécanismes de ces déterminants viraux et comment leurs polymorphismes les modifient pour amplifier ou restreindre l’induction d’interféron sont encore incertains. Notre approche a permis de révéler que les protéines μ2 et λ1 du réovirus modulent les événements précoces menant à la reconnaissance virale et à la réponse interféron. Nous avons découvert que le phénotype d’induction d’interféron sous l’effet de μ2, λ1 ou μ2 et λ1 provenant de T3DK était corrélé entre les niveaux protéiques et transcriptionnels. De plus, la présence simultanée de μ2 et λ1 (de T3DK) avait un effet synergique provoquant des niveaux d’interféron plus qu’additifs par rapport à la présence de μ2 ou de λ1 seuls. D’autre part, la transfection d’ARN extrait tôt de cellules infectées (mais pas celle d’ARN extrait tardivement) provoque une induction d’interféron qui suit cette même tendance. Par conséquent, les résultats démontrent que plusieurs protéines du réovirus pourraient s’acquitter de rôles multiples qui convergent vers la modulation de la réponse interféron. Cela laisse paraître les rôles envisageables de μ2 et λ1 dans le désassemblage, la participation à l’exposition du génome viral et/ou dans la contribution au sein du complexe de transcription viral. L’analyse comparative de virus mutants conçus par génétique inverse et qui sont à même de contrôler la réponse interféron semble une piste intéressante pour mieux appréhender les implications des polymorphismes dont ils sont porteurs. Cette approche pourrait fournir une meilleure compréhension du réovirus et être utile dans la perspective d’optimisation du potentiel oncolytique du réovirus. / The mammalian reovirus is an oncolytic virus under study for its ability to preferentially infect and destroy cancer cells. The links between the oncolytic potential of reovirus and its induction of interferon signaling pathways require clarification. Still to this day, the viral determinants and cellular components involved in the interferon response upon infection with this virus remain to be better characterized. Mutant viruses were previously generated from a high interferon-inducing virus (T3DK) in the genetic background of a low interferon-inducing virus, (T3DS) to study the effect of certain polymorphisms. However, the mechanisms of these viral determinants and how their polymorphism modify them to amplify or limit interferon induction are still unclear. Our approach revealed that the μ2 and λ1 proteins modulate early events leading to viral recognition and interferon response. We found that the phenotype of interferon induction under the effect of μ2, λ1 or μ2 and λ1 from T3DK showed a correlation between protein and transcriptional levels. Furthermore, the simultaneous presence of μ2 and λ1 (from T3DK) had a synergistic effect causing more than additive interferon levels compared with the presence of μ2 or λ1 alone. On the other hand, transfection of RNA extracted from early-infected cells (but not RNA extracted from late-infected cells) caused interferon induction following this same trend. Therefore, the results demonstrate that several proteins from reovirus could have multiple roles that converge to modulate the interferon response. This suggests potential roles for μ2 and λ1 in disassembly, participation in viral genome exposure, and/or contribution within the viral transcription complex. The comparative analysis of mutant viruses engineered by reverse genetics, and which are able to modulate the interferon response, would be an interesting avenue to better understand the implications of the polymorphisms they carry. This approach could provide a better understanding of the reovirus and be useful in the perspective of optimizing the oncolytic potential of this virus.

La glycoprotéine M (gM) du virus de l’herpès simplex de type 1 (VHS-1) est une protéine transmembranaire conservée parmi les Herpesviridae. C’est une protéine essentielle pour certains virus herpétiques. Cependant, gM est non essentielle quoiqu’importante pour les Alphaherpesvirinae tels que VHS-1 et VHS-2. En effet, lorsque gM est inhibée lors d’une infection au VHS-1, les titres viraux diminuent d’environ 10 fois. Lors de l’infection, gM migre tout d’abord vers les membranes nucléaires et ensuite vers le réseau trans Golgi (TGN). Il est connu que le transport de gM vers le noyau est dépendant de l’infection, puisque dans des cellules transfectées, gM s'accumule au TGN. Sachant que les interacteurs viraux connus de gM ne sont pas directement impliqués dans cette migration, une étude d’identification de nouveaux partenaires a été conduite. Cent soixante et onze protéines cellulaires potentiellement partenaires de gM ont précédemment été identifiées par BioID. Parmi celles-ci, 27 protéines ont été choisies pour validation étant donné leur implication au niveau du transport vésiculaire ou leur localisation aux membranes nucléaires. Mes travaux démontrent que l'Integral membrane protein 2B (ITM2B), une des protéines choisies pour validation, interagit et colocalise avec gM lors de l’infection. Par ailleurs, elle régule la production virale et la migration de gM vers le TGN lors d’infection. Étonnamment, cette protéine semble aussi être importante pour l’encapsidation du génome viral lors de l’infection. Finalement, nous avons montré que la production de capsides de type C, processus requérant ITM2B, serait impliqué dans la sortie nucléaire de gM. Ainsi, dans ce mémoire, nous établissons de nouvelles fonctions pour une protéine cellulaire, ITM2B, n’ayant pas d’implication auparavant décrites avec le VHS-1, durant la propagation de ce dernier. / Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) glycoprotein M (gM) is a transmembrane protein conserved among the Herpesviridae. It is an essential protein for certain herpesviruses. However, gM is nonessential although important for HSV-1 and HSV-2. Indeed, when gM is inhibited during an HSV-1 infection, the viral titers decrease by tenfold. Upon infection, gM migrates first to nuclear membranes and then to the trans-Golgi network (TGN). It is known that the transport of gM to the nucleus is dependent on the infection since, in transfected cells, gM accumulates at the TGN. Knowing that the investigated gM viral interactors are not directly involved in this migration, a recent study identified by BioID 171 cellular proteins potentially partners of gM. Among these, 27 proteins were chosen for validation for their involvement in vesicular transport or localization at the nuclear membranes. Integral membrane protein 2B (ITM2B), one of the proteins chosen for validation, seems to be important for viral production as well as the migration of gM to the TGN during infection. Moreover, we showed that ITM2B interacts and colocalizes with gM upon infection. This protein also seems to be important for encapsidation of the viral genome. Finally, we showed that the production of C-type capsids, a process requiring ITM2B, would be involved in the nuclear exit of gM. In this memoir, we establish new functions for a cellular protein, ITM2B, having no involvement previously described with HSV-1, during the propagation of the latter.

En l'absence d'un vaccin efficace et avec des thérapies antirétrovirales incapables d'éradiquer le virus, le VIH-1 reste un problème de santé publique mondial. Des immunothérapies à base d'anticorps sont à l'étude pour éliminer les réservoirs cellulaires, qui représentent un obstacle incontournable à la guérison du VIH-1. Les glycoprotéines d'enveloppe du VIH-1 (Env) représentent le seul antigène du virus exposé à la surface des cellules infectées et constituent donc la principale cible des anticorps. L’Env non-liée adopte sa conformation « fermée », reconnue préférentiellement par les anticorps neutralisants. L'interaction avec CD4 fait passer Env dans sa conformation « ouverte », exposant des épitopes conservés reconnus par les anticorps non-neutralisants (nnAbs) présents dans le sérum d’individus infectés par le VIH-1 (sérums VIH+). Les nnAbs peuvent éliminer les cellules infectées par la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC). Cependant, les protéines accessoires Nef et Vpu diminuent l’expression de surface de CD4 et BST-2 afin d’évader à la reconnaissance et l'élimination des cellules infectées par les nnAbs. Dans cette thèse, nous caractérisons en détail la contribution d’Env, Nef et Vpu pour échapper aux réponses humorales et explorons de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l’ADCC. Pour quantifier plus adéquatement la réponse ADCC, nous avons identifié des biais dans les tests largement utilisés, notamment pour évaluer les corrélats de protection vaccinale. Il s'agit de l'incapacité à faire la distinction entre l'élimination des cellules infectées et des cellules non-infectées, et l'utilisation de constructions virales comportant un gène rapporteur empêchant l’expression de Nef. En utilisant un nouveau marquage intracellulaire, nous avons confirmé l’effet protecteur de Nef et Vpu contre l’ADCC. Ensuite, nous avons étudié les déterminants d’Env et Vpu modulant la susceptibilité des cellules infectées à l’ADCC médiée par les nnAbs. Certaines caractéristiques structurelles d'Env modulent ses transitions conformationnelles, incluant le domaine d'association du trimère, le site de clivage de la furine et la cavité Phe43. L’altération de ces composantes augmente la sensibilité des cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Outre l’inhibition de CD4 et BST-2, Vpu cible également NTB-A et PVR, des ligands de récepteurs activateurs des cellules NK. Cependant, la polyfonctionnalité de Vpu est compromise par l’augmentation de BST-2 par les interférons de type I (IFN-I), sensibilisant ainsi les cellules infectées aux réponses NK. En utilisant un modèle de souris humanisée, nous validons l'importance de Vpu pour échapper à la pression immunitaire des nnAbs in vivo. Enfin, nous avons exploré de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC en modulant la conformation d’Env avec des mimétiques moléculaires de CD4 (CD4mc). Nous avons identifié des résidus bordant la cavité Phe43 modulant la sensibilité au CD4mc. L’accumulation d’Env induite par les IFN-I augmente la capacité du CD4mc à sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Globalement, cette thèse dévoile une caractérisation approfondie des déterminants viraux et cellulaires modulant la susceptibilité des cellules infectées par le VIH-1 aux réponses humorales. Une meilleure compréhension de ces mécanismes est nécessaire pour développer des nouvelles stratégies capables d’éradiquer les réservoirs viraux. / In the absence of an effective vaccine and with antiretroviral therapies unable to eradicate the virus, HIV-1 remains a global public health problem. Antibody-based immunotherapies are currently being investigated to eliminate cellular reservoirs, which represent a major obstacle towards an HIV-1 cure. HIV-1 envelope glycoproteins (Env) represent the only virus-specific antigen exposed at the surface of infected cells and therefore is the main target for antibodies. In its unliganded form, Env samples a ‘closed’ conformation, preferentially recognized by neutralizing antibodies. Interaction with CD4 drives Env into its ‘open’ conformation, exposing conserved epitopes recognized by non-neutralizing antibodies (nnAbs) present in sera from HIV-1 infected individuals (HIV+ sera). NnAbs can eliminate infected cells by antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC). However, HIV-1 encodes for the accessory proteins Nef and Vpu which decrease cell surface levels of CD4 and BST-2, thus avoiding recognition and elimination of infected cells by nnAbs. In this thesis, we characterize in detail the contribution of Env, Nef, and Vpu to evade humoral responses and explore new strategies for sensitizing infected cells to ADCC. In an effort to develop a more adequate quantification of ADCC responses, we identified major biases in widely used assays, including the ones used to assess correlates of vaccine protection. These include the inability to distinguish between the elimination of infected and uninfected cells and the use of viral constructs coding for a reporter gene that prevents Nef expression. Using a novel intracellular staining, we confirmed the protective effect of Nef and Vpu against ADCC responses. Next, we studied the different Env and Vpu determinants modulating the susceptibility of infected cells to nnAbs-mediated ADCC responses. Certain Env structural features modulate its conformational transitions, including the trimer association domain, the furin cleavage site and the Phe43 cavity. Alterations of these components increase the susceptibility of HIV-1-infected cells to ADCC mediated by HIV+ sera. In addition to inhibiting CD4 and BST-2, Vpu also targets NTB-A and PVR, which act as ligands for NK cell activating receptors. However, we found that the polyfunctionality of Vpu can be compromised by the upregulation of BST-2 by type I interferons (IFN-I), thereby sensitizing infected cells to NK cell responses. Using a humanized mouse model, we validate the importance of Vpu to escape the immune pressure of nnAbs in vivo. Finally, we explored new strategies to bypass the protective effect of Vpu and Nef and sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by modulating Env conformation using small CD4-mimetic compounds (CD4mc). We identified a network of residue lining the Phe43 cavity that modulates Env sensitivity to CD4mc. The enhanced surface expression of Env by type I IFNs boosts the ability of CD4mc to sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by HIV+ sera. Overall, this thesis sheds light on a thorough characterization of viral and cellular determinants modulating the susceptibility of HIV-1-infected cells to humoral responses. A better understanding of these mechanisms is needed to develop new strategies able to eradicate viral reservoirs.

Un obstacle important dans l’éradication du virus de l’immunodéfience humaine (VIH-1) est l’établissement de réservoirs viraux où le virus reste à l’état latent ainsi que l’absence de vaccin efficace. Bien que les molécules antivirales actuelles permettent d’augmenter l’espérance de vie des personnes vivant avec le VIH-1 (PLWH) ainsi que de diminuer la réplication virale chez cellesci, elles ne contribuent pas à l’élimination de ces réservoirs. La hausse de résistance envers ces molécules inhibitrices nécessite le développement constant de nouvelles molécules. L’une d’entre elles, temsavir (BMS-626529), est un nouvel inhibiteur d’attachement approuvé par la FDA depuis 2020. Sa cible, la glycoprotéine d’enveloppe (Env), est le seul antigène viral présent à la surface des cellules infectées et des virions, représentant donc la cible idéale des anticorps. L’Env mature se trouve sous forme d’hétérodimère (gp120 et gp41) suite au clivage de son précurseur gp160. Temsavir lie sous la boucle β20-β21 de la gp120 et prévient donc, par compétition, l’interaction entre l’Env et le récepteur CD4 de l’hôte. En plus de son rôle en tant qu’inhibiteur d’attachement, temsavir permet de stabiliser le trimère dans sa conformation dite «fermée». Un ancien analogue de temsavir, BMS-806, a montré réduire l’addition de glycans ainsi que de diminuer le clivage du précurseur gp160. Nos études démontrent que temsavir possède également un impact sur ces mécanismes impliqués dans la maturation et la flexibilité de l’Env de plusieurs souches du VIH-1. De ce fait, nous avons investigué l’effet de cette altération sur la conformation des différentes Env. Nos observations montrent que l’effet de temsavir sur le clivage protéolytique est associé à une diminution de la reconnaissance de l’Env par des anticorps ciblant différentes régions de celle-ci. Cette modification de la reconnaissance de l’Env est également associée à l’efficacité de la réponse cytotoxique cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) à éliminer les cellules infectées. Les résultats présentés dans ce mémoire, notamment l’effet de temsavir sur la conformation de l’Env, devrait être considéré lors du développement d’immunothérapies ciblant le réservoir viral. / An important obstacle in the eradication of the human immunodeficiency virus (HIV-1) is the establishment of viral reservoirs where the virus remains in a latent state and the absence of a potent vaccine. Although current antiretroviral molecules increase the life expectancy of people living with HIV-1 (PLWH) as well as reduce viral replication, they do not contribute to the elimination of these reservoirs. Also, the increase in drugs resistances towards these inhibitory molecules requires the constant development of new molecules. One of them, temsavir (BMS-626529), is a new attachment inhibitor approved by the FDA since 2020. Its target, the envelope glycoprotein (Env), is the only viral antigen present at the surface of infected cells and virions and thus, is also the main target of antibodies. This mature Env consists of three gp120-gp41 heterodimers after the proteolytic cleavage of its gp160 precursor. Temsavir binds under the β20-β21 loop of gp120 and prevents the interaction between Env and the host CD4 receptor. In addition to its role as an attachment inhibitor, temsavir stabilizes the trimer in its "closed" conformation. A previous analog of temsavir, BMS-806, has been shown to affect the addition of glycans as well as the cleavage of the gp160 precursor. Our studies demonstrate that temsavir also has an impact on these mechanisms involved in the maturation and flexibility of Env of several strains of HIV-1. Therefore, we investigated the effect of this alteration on the conformation of different Env. Our observations showed that the effect of temsavir on proteolytic cleavage is associated with a decrease in Env recognition by antibodies targeting different regions of Env. This modification in Env recognition also appears to be associated with the efficacy of antibody to mediate potent antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) against infected-cells. The results presented in this master thesis, should be considered when developing immunotherapies aimed at targeting the viral reservoir in Fostemsavir-treated individuals.

L’épidémie causée par le virus du VIH-1 touche actuellement 38,4 millions de personnes dans le monde dont environ 63000 au Canada. Depuis 1996 et la mise en pratique de la thérapie antirétrovirale combinée, l’espérance de vie des personnes vivant avec le VIH a augmenté significativement jusqu’à s’approcher de celle de la population générale. Actuellement, 10% des personnes vivant avec le VIH (PVVIH) dans le monde ont plus de 50 ans et ce chiffre augmente à 50% pour les États-Unis et le Canada. Cette population vieillissante avec le VIH est exposée à un risque plus élevé de développer des comorbidités associées à l’infection chronique. Le développement de meilleures méthodes de gestion des comorbidités est nécessaire afin d’améliorer la qualité de vie des personnes vieillissant avec le VIH. Cela passe notamment par une meilleure connaissance des processus inflammatoires impliqués, la recherche de biomarqueurs et de cibles thérapeutiques. Nous nous sommes intéressés à l’interleukine-32, une cytokine pro-inflammatoire exprimée en de multiples isoformes et dont l’expression est augmentée dans le sang des PVVIH. Nous avons remarqué que les isoformes d’IL-32β et γ diminuaient l’expression du CD96 à la surface des cellules TCD8+. Nous avons déterminé que la perte de son expression était associée avec une diminution de l’expression de CD28 et CD27 et une augmentation de l’expression de CD57. Les cellules TCD8+ exprimant peu de CD96 avaient une diminution de leur capacité de prolifération et les cellules TCD8+ spécifiques au VIH exprimant peu de CD96 répondaient moins efficacement aux peptides du VIH. Nos résultats indiquent que le CD96 est un marqueur des cellules compétentes contre le VIH et que la perte de son expression peut être utilisée comme un marqueur de la dysfonction et de la sénescence des cellules TCD8+. Nous avons ensuite étudié le rôle de l’IL-32 dans le développement des maladies cardiovasculaires via son impact sur les cellules endothéliales de l’artère coronaire. Nous avons pu montrer que les isoformes de l’IL-32 β et γ ont un impact partiel sur la production de cytokines pro-inflammatoires par les cellules endothéliales. Cependant, ces isoformes d’IL-32 augmentent l’expression des molécules d’adhérence et la production des chimiokines par les cellules endothéliales. Nous avons déterminé que ces isoformes induisent la dysfonction cellulaire et contribuent au recrutement des monocytes et à leur transmigration. Nous avons également déterminé que l’expression des isoformes d’IL-32 corrèle avec la rigidité artérielle de la carotide autant chez les personnes vivant avec le VIH que dans la population générale. Ces résultats suggèrent qu’IL-32 pourrait constituer une cible thérapeutique pour atténuer l’inflammation chronique, la sénescence cellulaire et la dysfonction cellulaire associés au développement des maladies cardiovasculaires. Enfin nous nous sommes intéressés à l’utilisation des acides gras à chaine courte dans la réduction de l’inflammation des cellules endothéliales. Nous avons découvert que plusieurs acides gras à chaine courte ont le potentiel de diminuer les signes de dysfonction des cellules endothéliales comme l’expression de leurs molécules d’adhérence et leur sécrétion de cytokines et de chimiokines après stimulation par les isoformes d’IL-32β et γ. / As of 2023, the HIV-1 epidemic is affecting 38,4 million people worldwide and 63000 in Canada. Since 1996, introduction of the combined antiretroviral therapy led to a very impressive increase in the lifespan of PLWH, which approaches the general population. Currently, 10% of PLWH are over the age of 50 years worldwide and this number is increased to 50% in the US and Canada. This aging population of PLWH is exposed to an increased prevalence of comorbidities associated with the chronic infection on top of the normal age-associated co-morbidities. Thus, improving the management of comorbidities is mandatory to improve quality of life of PLWH. This can be achieved by a better understanding of the inflammatory process involved along with the discovery of new biomarkers of disease progression and identifying new therapeutic targets. To this end, we got interested in interleukine-32 (IL-32), a pro-inflammatory cytokine expressed in multiple isoforms and upregulated in the blood of PLWH and is associated with disease progression in PLWH. We discovered that IL-32β and γ decreases the expression of CD96, a transmembrane glycoprotein receptor, at the surface of CD8 T cells. We determined that the loss of CD96 expression was associated with a senescence phenotype translated by the reduction in the expression of CD27 and CD28 and an upregulation in the expression of CD57. CD8+ T cells expressing low CD96 had their proliferative capabilities altered and responded poorly to HIV-1 antigen recall. Our results suggest that CD96 is a biomarker for competent CD8+ T cells in the context of HIV-1 infection and that its decreased expression by IL-32-mediated mechanisms may lead to CD8+ T cell dysfunction and senescence. These mechanisms are likely to contribute to the persistent inflammation and its associated comorbidities in the aging population of PLWH. We then investigated the role of IL-32 in the development of cardiovascular diseases by looking at its impact on coronary artery endothelial cells (CAEC). We observed that IL-32β and γ have a partial impact on CAEC cytokine production. However, theses isoforms increased the expression of adhesion molecules and production of chemokines involved in leukocyte recruitment by the CAEC. In this context, we determined that IL-32β and γ induce the dysfunction of CAEC and lead to monocyte recruitment. We also observed that IL-32 isoforms expression correlates with carotid artery stiffness in both PLWH and in the general population. These results suggest that IL-32 could be considered as a therapeutic target to attenuate inflammation, cellular senescence, and dysfunction of endothelial cells, which are processes linked to the development of cardiovascular diseases. Finally, we got interested in the use of short chains fatty acids (SCFA), a group of gut metabolites that we previously shown to be decreased in PLWH with cardiovascular disease, to reduce the impact of IL-32 isoforms on endothelial cells. We discovered that several SCFA have the potential to diminish the impact of IL-32 on markers of CAEC dysfunction, such on the expression of their adhesion molecule and chemokine secretion after stimulation by IL-32β and γ.

La réplication et l’assemblage du virus de l’hépatite C (VHC) sont régulés finement dans le temps et l’espace par les interactions protéiques entre le virus avec l’hôte. La compréhension de la biologie du virus ainsi que sa pathogénicité passe par les connaissances relatives aux interactions virus/hôte. Afin d’identifier ces interactions, nous avons exploité une approche d’immunoprécipitation (IP) couplée à une détection par spectrométrie de masse (MS), pour ensuite évaluer le rôle des protéines identifiées dans le cycle viral par une technique de silençage génique. Les protéines virales Core, NS2, NS3/4A, NS4B, NS5A et NS5B ont été exprimées individuellement dans les cellules humaines 293T et immunoprécipitées afin d’isoler des complexes protéiques qui ont été soumis à l’analyse MS. Ainsi, 98 protéines de l’hôte ont été identifiées avec un enrichissement significatif et illustrant une spécificité d’interaction. L’enrichissement de protéines connues dans la littérature a démontré la force de l’approche, ainsi que la validation de 6 nouvelles interactions virus/hôte. Enfin, le rôle de ces interactants sur la réplication virale a été évalué dans un criblage génomique par ARN interférant (ARNi). Deux systèmes rapporteurs de la réplication virale ont été utilisés : le système de réplicon sous-génomique (Huh7-Con1-Fluc) et le système infectieux (J6/JFH-1/p7Rluc2a), ainsi qu’un essai de toxicité cellulaire (Alamar Blue). Parmi les protéines de l’hôte interagissant avec le VHC, 28 protéines ont démontré un effet significatif sans effet de toxicité cellulaire, suggérant fortement un rôle dans la réplication du VHC. Globalement, l’étude a mené à l’identification de nouvelles interactions virus/hôte et l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. / Hepatitis C virus (HCV) replication and assembly are tightly regulated in time and space within the cell, most likely due to protein interactions between virus and host. In order to better understand HCV biology and its pathogenesis, there is a need to unravel virus/host interaction network. We extended our knowledge of virus/host interactions by the identification of cellular proteins associated to HCV proteins using an immunoprecipitation (IP) technique coupled to mass spectrometry (MS), and further evaluate the role of retrieved interactors using gene knockdown. FLAG-tagged viral proteins Core, NS2, NS3/4A, NS4B, NS5A and NS5B have been expressed individually in 293T human cells, and immunoprecipitated protein complexes have been submitted to MS analysis for identification of host proteins. In this study, 98 proteins were significantly enriched and showed specific interaction to a viral protein. Retrieval of previously characterized interacting proteins proved the strength of the method. Six newly identified interactors by MS were individually confirmed using IP of viral proteins. We evaluated the role of identified interactors in HCV replication by performing a functional lentivirus-based RNA interference (RNAi) screen. Two reporter systems were used: the sub- genomic replicon (Huh7-Con1-Fluc) and a full length infectious clone (J6/JFH-1/p7Rluc2a), as well as the cellular toxicity assay Alamar blue. Of the identified host interactors, 28 proteins showed a significant effect on HCV replication upon gene knockdown and without cellular toxicity. Overall, the study led to the identification of novel virus/host interactions essential in HCV life cycle and provides novel potential drug targets.

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La réplication et l’assemblage du virus de l’hépatite C (VHC) sont régulés finement dans le temps et l’espace par les interactions protéiques entre le virus avec l’hôte. La compréhension de la biologie du virus ainsi que sa pathogénicité passe par les connaissances relatives aux interactions virus/hôte. Afin d’identifier ces interactions, nous avons exploité une approche d’immunoprécipitation (IP) couplée à une détection par spectrométrie de masse (MS), pour ensuite évaluer le rôle des protéines identifiées dans le cycle viral par une technique de silençage génique. Les protéines virales Core, NS2, NS3/4A, NS4B, NS5A et NS5B ont été exprimées individuellement dans les cellules humaines 293T et immunoprécipitées afin d’isoler des complexes protéiques qui ont été soumis à l’analyse MS. Ainsi, 98 protéines de l’hôte ont été identifiées avec un enrichissement significatif et illustrant une spécificité d’interaction. L’enrichissement de protéines connues dans la littérature a démontré la force de l’approche, ainsi que la validation de 6 nouvelles interactions virus/hôte. Enfin, le rôle de ces interactants sur la réplication virale a été évalué dans un criblage génomique par ARN interférant (ARNi). Deux systèmes rapporteurs de la réplication virale ont été utilisés : le système de réplicon sous-génomique (Huh7-Con1-Fluc) et le système infectieux (J6/JFH-1/p7Rluc2a), ainsi qu’un essai de toxicité cellulaire (Alamar Blue). Parmi les protéines de l’hôte interagissant avec le VHC, 28 protéines ont démontré un effet significatif sans effet de toxicité cellulaire, suggérant fortement un rôle dans la réplication du VHC. Globalement, l’étude a mené à l’identification de nouvelles interactions virus/hôte et l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. / Hepatitis C virus (HCV) replication and assembly are tightly regulated in time and space within the cell, most likely due to protein interactions between virus and host. In order to better understand HCV biology and its pathogenesis, there is a need to unravel virus/host interaction network. We extended our knowledge of virus/host interactions by the identification of cellular proteins associated to HCV proteins using an immunoprecipitation (IP) technique coupled to mass spectrometry (MS), and further evaluate the role of retrieved interactors using gene knockdown. FLAG-tagged viral proteins Core, NS2, NS3/4A, NS4B, NS5A and NS5B have been expressed individually in 293T human cells, and immunoprecipitated protein complexes have been submitted to MS analysis for identification of host proteins. In this study, 98 proteins were significantly enriched and showed specific interaction to a viral protein. Retrieval of previously characterized interacting proteins proved the strength of the method. Six newly identified interactors by MS were individually confirmed using IP of viral proteins. We evaluated the role of identified interactors in HCV replication by performing a functional lentivirus-based RNA interference (RNAi) screen. Two reporter systems were used: the sub- genomic replicon (Huh7-Con1-Fluc) and a full length infectious clone (J6/JFH-1/p7Rluc2a), as well as the cellular toxicity assay Alamar blue. Of the identified host interactors, 28 proteins showed a significant effect on HCV replication upon gene knockdown and without cellular toxicity. Overall, the study led to the identification of novel virus/host interactions essential in HCV life cycle and provides novel potential drug targets.

Toxoplasma gondii ist weltweit einer der häufigsten zoonotischen Parasiten. Der obligat in-trazelluläre Gewebeparasit hat ein breites Wirtsspektrum als Zwischenwirte. Der Mensch infiziert sich häufig durch orale Aufnahme von Gewebezysten aus rohem oder unzureichend erhitztem Fleisch. Schweine und Hühner als fleischliefernde Tiere stellen eine wichtige Infek-tionsquelle für den Menschen dar. Ziel der Arbeit war die Verteilung und Parasitenbelastung von T. gondii in verschiedenen Geweben von infizierten Schweinen und Hühnern mit Hilfe quantitativer real-time PCR auf Basis des 529-bp-Fragmentes zu bestimmen. Experimentell wurden 10 Schweine und 12 Hühner mit unterschiedlicher Infektionsdosen von Toxoplasma-Oozysten infiziert. Anhand der 529-bp-PCR waren 90% der untersuchten Schweine und >90% der untersuchten Hühner Toxoplasma-DNA-positiv. In Schweinen gelang der Nach-weis von Toxoplasma-DNA in der Oberschenkelmuskulatur mit 70% und Bauchmuskulatur mit 60% am häufigsten. Gehirn und Vorderbeinmuskulatur waren mit jeweils 40%, Herz mit 30% und Zunge mit 10% Toxoplasma-DNA-positiv. In experimentell infizierten Hühnern wur-de T. gondii-DNA am häufigsten in Oberschenkelmuskulatur, Brustmuskulatur und Gehirn mit jeweils 50% und im Herz mit ungefähr 20% nachgewiesen. Die Quantifizierung des Erre-gers in den T. gondii-positiven Gewebeproben ergab eine Parasitenanzahl von 0,1 bis 4,1 in 25 mg Schweinegewebe und von 0,1 bis 4,9 in 25 mg Hühnergewebe, die unabhängig von der Gewebeart war. Es wurde in dieser Arbeit auch eine Reverse Transkriptase real-time PCR zur Bestimmung der Viabilität von Parasiten in den Gewebe infizierter Schweine und Hühner durch Nachweis von T. gondii-mRNA etabliert werden. Die Sensitivität dieser Metho-de war geringer als die der real-time PCR für T. gondii-DNA und konnte in experimentell infi-zierten Schweinen und Hühnern keine lebenden Parasiten detektieren. Die Ergebnisse die-ser Arbeit zeigen, dass Muskulatur von Schweinen und Hühnern bevorzugte Orte für die Persistenz von T. gondii in diesen fleischliefernden Tieren darstellen. Das ist ein wichtiger Hinweis, dass bei Verzehr von rohem oder nicht ausreichend erhitztem Fleisch oder Fleisch-produkten dieser Tiere ein potenzielles Infektionsrisiko für den Menschen besteht.

Les virus du papillome humain (VPH) sont de petits virus à ADN double brin infectant les épithéliums de la peau et des muqueuses. La réplication nécessaire au maintien de leur génome dans les cellules infectées dépend des protéines virales E1 et E2. Au cours de la réplication, E1 est recrutée à l’origine de réplication par E2 afin d’être assemblée en doubles hexamères capables de dérouler l’ADN. E1 contient un domaine C-terminal responsable de l’activité ATPase/hélicase, un domaine central de liaison à l’origine et une région N-terminale régulant la réplication in vivo. Cette région contient des signaux de localisation et d’export nucléaire qui modulent le transport intracellulaire de E1. Chez le virus du papillome bovin (VPB), il a été proposé que ce transport est régulé par la sumoylation de E1. Finalement, la région N-terminale de E1 contient un motif de liaison aux cyclines permettant son interaction avec la cycline E/A-Cdk2. La phosphorylation de E1 par cette dernière régule différemment l’export nucléaire des protéines E1 du VPB et du VPH. Dans la première partie de cette étude, nous avons démontré que bien que la protéine E1 des VPH interagit avec Ubc9, l’enzyme de conjugaison de la voie de sumoylation, cette voie n’est pas requise pour son accumulation au noyau. Dans la seconde partie, nous avons déterminé que l’accumulation nucléaire de E1 est plutôt régulée pas sa phosphorylation. En fait, nous avons démontré que l’export nucléaire de E1 est inhibé par la phosphorylation de sérines conservées de la région N-terminale de E1 par Cdk2. Puis, nous avons établi que l’export nucléaire de E1 n’est pas nécessaire à l’amplification du génome dans les kératinocytes différenciés mais qu’il est requis pour le maintien du génome dans les kératinocytes non différenciés. En particulier, nous avons découvert que l’accumulation nucléaire de E1 inhibe la prolifération cellulaire en induisant un arrêt du cycle cellulaire en phase S et que cet effet anti-prolifératif est contrecarrée par l’export de E1 au cytoplasme. Dans la troisième partie de cette étude, nous avons démontré que l’arrêt cellulaire induit par E1 dépend de sa liaison à l’ADN et à l’ATP, et qu’il est accompagné par l’activation de la voie de réponse aux dommages à l’ADN dépendante de ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated). Ces deux événements semblent toutefois distincts puisque la formation d’un complexe E1-E2 réduit l’activation de la voie de réponse aux dommages par E1 sans toutefois prévenir l’arrêt de cycle cellulaire. Finalement, nous avons démontré que la réplication transitoire de l’ADN viral peut avoir lieu dans des cellules arrêtées en phase S, indépendamment de l’activation de la voie de réponse aux dommages à l’ADN et de la kinase ATM. Globalement, nos résultats démontrent que l’export nucléaire de E1 est régulé par sa phosphorylation et non par sa sumoylation. Ils démontrent également que l’export nucléaire de E1 est essentiel au maintien du génome dans les kératinocytes, possiblement parce qu’il prévient l’inhibition de la prolifération cellulaire et l’activation de la voie de réponse aux dommages à l’ADN en limitant l’accumulation de E1 au noyau. / Human papillomaviruses (HPV) are small double-stranded DNA viruses that infect the differentiating epithelium of the skin and the mucosa. HPV rely on two viral proteins, E1 and E2, to replicate and maintain their genome in the nucleus of infected cells. During replication, the E1 helicase is recruited to the origin of replication by E2 and is assembled into a double-hexamer that unwinds DNA ahead of the replication fork. E1 is comprised of a C-terminal enzymatic domain with ATPase/helicase activity, a central origin-binding domain and a N-terminal regulatory region that is required for viral DNA replication in vivo. The latter region of E1 contains a nuclear localization signal and a nuclear export signal that regulate its shuttling between the nucleus and cytoplasm. For bovine papillomavirus (BPV) E1, this shuttling was suggested to be controlled by the sumoylation of E1. In addition to the NES and NLS, the N-terminal region of E1 contains a conserved cyclin-binding motif that is required for the interaction of E1 with cyclin E/A-Cdk2. Cdk2 phosphorylation of E1 has been reported to control the nuclear export of E1 from BPV and HPV, albeit differently. In the first part of this study, we showed that although HPV E1 interacts with Ubc9, the conjugating enzyme of the sumoylation pathway, this pathway is not required for its accumulation in the nucleus. In the second part, we found that the nuclear accumulation of E1 is, instead, regulated by phosphorylation. Specifically, we found that Cdk2-dependent phosphorylation of conserved serines in the E1 N-terminal region inhibits the nuclear export of HPV E1. Furthermore, we reported that nuclear export is not essential to amplify the viral genome in differentiating keratinocytes but that it is required for its long-term maintenance in undifferentiated keratinocytes. Importantly, we found that the nuclear accumulation of E1 induces a S-phase arrest that is detrimental to cellular proliferation and that this anti-proliferative effect can be counteracted by the export of E1 from the nucleus to the cytoplasm. In the last part of this study, we showed that this arrest is dependent on the DNA- and ATP-binding activities of E1. Furthermore, we found that the cell cycle arrest induced by E1 is accompanied by the activation of a DNA damage response (DDR) dependent on the ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) pathway. However, these two events seem to be distinct since complex formation with E2 reduces the ability of E1 to induce a DDR but does not prevent cell cycle arrest. Importantly, we demonstrated that transient viral DNA replication still occurs in S-phase arrested cells, independently of the induction of a DDR and of the ATM kinase. Collectively, these data indicate that nuclear export of E1 is regulated by phosphorylation and not by sumoylation. They also revealed that nuclear export of E1 is essential for maintenance of the viral episome in keratinocytes, at least in part to limit its nuclear accumulation and prevent its detrimental effect on cellular proliferation and induction of a DDR.